Презентация к уроку физик "Простые механизмы"

Простые механизмы. Рычаг.

Равновесие сил на рычаге.

Момент сил

Счастлив в наш век, кому победа

Далась не кровью, а умом,

Счастлив, кто точку Архимеда

Сумел найти в себе самом.

Кто полный бодрого терпенья

Расчет с отвагой совмещал –

То сдерживал свои стремленья,

То своевременно дерзал.

(Ф.И. Тютчев)

• познакомиться с понятием «простой механизм»;
• познакомиться с принципом действия и видами рычага;
• выяснить условие равновесия рычага (правило моментов);
• сформулировать и экспериментально подтвердить правило моментов;
• познакомиться с принципом действия и назначением простых механизмов.

С помощью карточек, работая в парах, ответьте на мои вопросы

• Посмотрите ещё раз внимательно на отгадки и назовите их одним словом.
• Ножницы
• Топор
• Весы
• Грабли
• Коромысло

•   С древних времен для облегчения своего труда человек использует различные механизмы (греч. "механэ" - машина, орудие),к ним относятся наклонная плоскость, рычаг, блок и их разновидности. Простые механизмы можно найти почти в любых более сложных машинах и механизмах.

• Рычаг, блок, ворот, клин, винт,
• наклонная плоскость.
• Все эти механизмы облегчают работу, потому что дают выигрыш в силе или расстоянии. Так, приложив небольшое усилие на одном конце механизма, мы можем поднять тяжелый груз, подвешенный на его конце, или слегка сместив одну деталь механизма, получить большое смещение другой детали.
• Простые механизмы дают выигрыш в силе или расстоянии.

В древние времена многие простые механизмы использовались в военных целях. Это баллисты, катапульты и другие устройства. Особенно большим количеством изобретений в этой области прославился Архимед.

Архимед родился на острове Сицилия в городе Сиракузы. Когда римские войска осадили Сиракузы, 75-летний Архимед возглавил оборону родного города. Сконструированные им механизмы поразили воображение современников. Огромный урон, наносимый римским войскам «железными лапами» и метательными машинами Архимеда, привел, по словам Плутарха к тому, что «римляне стали так трусливы, что если замечали над стеной движения кусок каната или бревно, то кричали: «Вот, вот она!» и, думая, что Архимед хочет направить на них какую-нибудь машину, ударялись в бегство».

Несколько месяцев длилась осада Сиракуз, и лишь благодаря предателям, открывшим ворота, римляне, наконец, смогли ворваться в город.

• Существует легенда, что Архимед, восхищенных открытием правила рычага, воскликнул: «Дай мне точку опоры, и я подниму Землю!»

Только вот рычаг огромный

Совершил бы в небе путь».

Современник Архимеда

В изумленье бы пришел,

Что рычаг теперь в машинах

Применение нашел.

С давних пор умели люди

Механизмы применять.

Рычагами по наклонной

Плиты наверх поднимать.

Архимед сказал однажды:

«Землю можно повернуть,

Рычаг представляет собой твёрдое тело , которое может вращаться вокруг неподвижной опоры .

( Рычаг – это не обязательно длинной и тонкое тело, колесо – тоже рычаг, т.к. это твердое тело, вращающееся вокруг оси)

т. О - единственная неподвижная точка рычага -точка опоры.

т. А,В- точки приложения сил.

ОА –плечо силы

ОВ –плечо силы

А

Точка опоры

l 1

О

l 2

Кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила называется плечом силы.

В

F

Р

Убедимся на практике в справедливости данной иллюстрации

ОА = l 1 -плечо силы

ОВ= l 2 -плечо силы

F

А

В

О

Р

Высота 147 метров

Длина стороны основания 232 метра

Для её сооружения потребовалось 2млн. 300тыс .каменных

блоков.

Средний вес каждого

2,5тонны

О

• Ваша задача - спроектировать рычаг из имеющегося оборудования и уравновесить его!

Простые механизмы

Наклонная плоскость

Рычаг

Ворот

Блок

Клин

Винт

колесо

• ГИМНАСТИКА ДЛЯ ГЛАЗ
• Круг - представить себе большой круг. Обводить его глазами сначала по часовой стрелке, потом против часовой стрелки.
• Рисование носом - вам нужно посмотреть на табличку и запомнить слово или букву. Затем закрыть глаза. Представить себе, что нос стал таким длинным, что достаёт до таблички. Нужно написать своим носом выбранный элемент. Открыть глаза, посмотреть на табличку.

рычаг

плечо

сила

Ваша задача:

• по инструкции выполнить небольшой эксперимент.
• Его цель – вывести формулу условия равновесия рычага.

Рычаг находится в равновесии, когда действующие на него силы обратно пропорциональны плечам этих сил.

- выигрыш в силе.

• Рычаг 2-го рода.
• Силы приложены по одну сторону от точки опоры.

• Рычаг 1-го рода.
• Силы приложены по обе стороны от точки опоры.

F 1

l 1

А

l 2

l 2

В

О

О

В

А

l 1

F 1

F 2

F 2

Различия:

Точка опоры расположена

Между точками

приложения сил.

На конце рычага

Силы направлены

Обе вертикально

вниз.

Одна вертикально вверх, другая вертикально вниз.

• Род рычага определяется расположением точки опоры и точек приложения силы.  

• Каково назначение вспомогательного столба С, применяемого монтажниками при поднятии подъемных кранов, высоких монументов и других сооружений?

• Без вспомогательного столба С в начале подъема, когда кран лежит на земле, плечо силы тяги относительно его основания незначительно или равно нулю – подъем невозможен.
• Помните! Плечо силы может быть равно нулю!

• УПРАЖНЕНИЯ, КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ОСАНКУ
• Равновесие - упражнение может выполняться как сидя, так и стоя. Сядьте прямо, распрямите плечи, положите себе на голову дневник или тетрадь. Стараясь удержать предмет на голове, считайте до 10.

• Найти момент силы, если ее модуль равен 20 Н, а плечо силы 20 см.
• Найдите плечо силы, модуль которой 50Н, если момент этой силы 10 Н  м.
• К рычагу подвешены две гири. Плечи сил, с которыми гири тянут за концы рычага равны 30 см и 60 см. Найдите общий вес гирь, если на длинном плече висит гиря в 25Н.

• Задача: На противоположных берегах речки находятся 2 мальчика. Как им переправиться через речку, если каждый имеет по доске, длина которой немного меньше расстояния между берегами.

• У крыльца своего домика Карлсон нашел легкую доску длиной 2,5 м и предложил Малышу сыграть с ним в интересную игру.
• -Где находится точка опоры у нашего рычага-доски, если она находится в равновесии, когда на одном ее конце сижу я, а на другом – ты?

• Помогите Малышу и Карлсону решить эту задачу, рассчитав плечи сил.
• Сила тяжести Малыша 450 Н, а Карлсона – 750 Н.

Ответ:

• ДЫХАТЕЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ
• Шарик - представьте, что вы – воздушные шарики. На счёт: 1,2,3, 4 – делайте четыре глубоких вдоха и задерживайте дыхание. Затем на счёт 1-6 медленно выдыхайте.
• Каша кипит - вдыхаем через нос, на выдохе произносим слово «пых». Повторить не менее 5 раз.

• Члены групп выполняют экспериментальное задание по вычислению выигрыша в силе простых механизмов.
• 1 группа – ножницы;
• 2 группа – клещи;
• 3 группа – ножницы по металлу;
• 4 группа – щипцы.

• Рычаг первого рода – рычаг равновесия, это двуплечный рычаг.

А - точка опоры.

Б - точка приложения силы.

В - точка сопротивления.

• Рычаг второго рода – одноплечный рычаг, рычаг силы , в котором точка сопротивления находится между точкой опоры и точкой приложения силы

А - точка опоры.

Б - точка приложения силы.

В - точка сопротивления.

• Рычаг третьего рода – рычаг скорости , в котором точка приложения силы находится в между точкой опоры и точкой сопротивления. Для преодоления силы сопротивления необходимо значительное мышечное усилие, при этом происходит значительный выигрыш в скорости движения и проигрыш в силе, действующей в точке приложения силы (пример – локтевой сустав).

А - точка опоры.

Б - точка приложения силы.

В - точка сопротивления.

• В растениях рычажные элементы встречаются реже, что объясняется малой подвижностью растительного организма. Типичный рычаг – ствол дерева и корни . Глубоко уходящий в землю корень сосны или дуба оказывают огромное сопротивление, поэтому сосны и дубы почти никогда не выворачиваются с корнем. Наоборот, ели, имеющие часто поверхностную корневую систему, опрокидываются очень легко.

• Домашнее задание предлагаю выполнить творческое. Запишите:
• §20,21 написать сочинение:
• первая группа на тему «Применение рычага дома»,
• вторая группа - «Применение рычага у папы на работе»,
• третья группа - «Рычаг в медицине»,
• четвертая группа сочинить сказку о

рычаге.

• Какой выигрыш в силе вы получили?

Зачем нужен такой механизм?

• Линия действия силы – прямая, проходящая через вектор силы.
• Плечо силы – кратчайшее расстояние от оси рычага до линии действия силы ( из геометрии вы знаете, что кратчайшее расстояние от точки до прямой – это расстояние по перпендикуляру к этой прямой ).
• Момент силы – произведение силы на ее плечо М= F  L .

На рисунке рычагом является педаль. Ось ее вращения проходит через точку О. К педали приложены две силы: F 1 – сила, с которой нога давит на педаль и F 2 – сила упругости троса или металлического стержня, прикрепленного к педали .

• Поэтому нам необходимо знать и учитывать особенности их действия.
• Давайте попробуем применить наши имеющиеся знания для решения задач.
• Ответьте на вопросы:
• Почему дверную ручку прикрепляют не в середине двери, а у ее края.
• Если на доске перекинутой через бревно качаются 2 мальчика различной массы, то следует ли им садиться на одинаковом расстоянии от опоры.

• У каждого на столе варианты теста.
• В маршрутном листе есть таблица, которую нужно заполнить по примеру

№ вопроса

вариант

ответа

1

1

2

Х

2

3

3

4

4

5

Х

5

6

Х

7

Х

№ вопроса

вариант

ответа

1

1

2

2

Х

3

3

Х

4

4

5

5

Х

Х

6

Х

7

Х

Х

Х

№ вопроса

вариант

ответа

1

1

2

2

3

Х

3

Х

4

4

5

5

Х

6

Х

Х

7

Х

Х

• Заполните ниже таблицу рефлексии урока.
• Лист рефлексии:
• Фамилия, имя ____________________________________ _______________________
• 1. Моё настроение:

• Самое важное – 1
• Важное – 2
• Не очень важное – 3
• Совсем не важное – 4

Получение для вас новой информации

Процесс личной деятельности

Полученный результат

Деловое общение во время работы

Возможность проявить себя и услышать слова одобрения

Получение оценки

Всем спасибо за урок, главное, чтоб был он впрок!